汽车轮胎包络制作理论的分析研究

张海涛，邓立涛，秦立友，杨森，刘大彪

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

汽车轮胎包络制作理论的分析研究

张海涛，邓立涛，秦立友，杨森，刘大彪

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

运用汽车悬架和转向运动特性，通过提取关键运动点形成了轮胎运动包络，从而指导轮胎周围零部件的设计开发。

轮胎；包络；减振器；麦弗逊式悬架

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-146-02

前言

轮胎包络面决定了轮罩和翼子板内腔形状 ,并可检查车轮与周边子系统的运动干涉情况并影响子系统的设计更改,如横向稳定杆、副车架等。在设计过程中轮胎运动包络还有可能驱动整车架构开发的轮距、整车最小转弯直径的调整 ,故在整车项目前期开发阶段, 在恰当的开发节点较准确地计算分析轮胎运动包络的作用和意义。

1、轮胎运动包络术语定义

1.1 轮胎运动包络是指考虑车辆在各种工况行驶下 ,车轮随悬架跳动及转向运动时 ,轮胎所占据的空间位置所形成的包络体。

1.2 将悬架动力学和转向运动相结合，根据车辆行驶状态，前悬架运动过程中选取五个位置，依据前减震器运动过程由上到下分别是：上极限、满载、半载、空载、下极限。

上极限：以悬架限位块压缩1/2～2/3时状态为准，轿车、小型客车推荐取1/2，SUV推荐取2/3，相对于半载的压缩量；满载：整车满载负荷下，前悬架相对于半载的压缩量；半载：整车半载负荷下，此状态推荐为设计状态，及悬架运动原点，值为“0”；空载：整车整备状态下，前悬架相对于半载的压缩量；下极限：悬架运动到下极限相对于半载的压缩量。

1.3 转向运动 根据车辆行驶状况，转向运动取三个状态，分别是：左转向极限、不转向（值为“0”）、右转向极限。

2、轮胎包络制作理论

2.1 对悬架运动的五个位置和转运动的三个位置进行组合，为了方便理解，将两种运动组合成坐标系形式，将悬架运动的五个位置设定在Y轴上，以设计姿态（半载状态）为基准；转向运动的三个位置设定在X轴上，不转向状态为基准（如图1所示）。

取点：Y轴为悬架运动行程（下极限至上极限）

X轴为转向运动行程（左极限至右极限）

2.2 路径生成：每个点分别对应减震器行程和转向行程运动过程中的坐标值，再通过对点进行组合，从而形成7个不同的模拟路径，分别为：

路径1：点1➙点2➙点3➙点6➙点9➙点12➙点15➙点14➙点13➙点10➙点7➙点4➙点1（棕色）

路径2：点1➙点8➙点15（黑色）路径3：点3➙点8➙点13（黑色）路径4：点7➙点8➙点9（绿色）

路径5：点2➙点5➙点8➙点11➙点14（绿色）路径6：点4➙点5➙点6（蓝色）

路径7：点10➙点11➙点12（蓝色）

2.3 根据不同的路径生成7个不同的轮胎包络体，如图所示：

2.4 将生成的7个轮胎包络组合到一起，形成完整的轮胎运动包络，如图2所示。

3、结论

通过运用论坛包络生成理论，生成轮胎包络后，测量包络与周围零部件的间隙值，从而指导周围零部件进行设计，根据车辆所需的不同情况，可对上述轮胎包络制作方案进行简化，在项目前期开发阶段,准确的计算分析出轮胎包络,对整车架构确定、缩短开发周期、减少后期设计更改、降低开发成本等方面有重要意义。

[1]朱敏杰.轮胎包络面计算流程和分析方法［J］.上海汽车，2009（09）：19-20.

Disquisition Of The Automobile Tyre Track

Zhang Haitao, Deng Litao, Qin Liyou, Yang Sen, Liu Dabiao
（Technology Center, Great Wall Motor Company Limited, HeiBei Automobile Technology Research Center, Hebei Baoding, 071000）

We can use the moving characteristic of suspention and turning, to attain the important bundles of tyre .Next, we can empolder the automobile parts.

tyre；bundle；damper；MacPherson suspention

U463.8

A

1671-7988(2015)04-146-02

张海涛，中级工程师，就职于长城汽车股份有限公司技术中心，从事汽车总布置设计开发研究。